Файл: Богомолов А.М. Эксперименты с автоматами.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.06.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2.По множеству Н строим граф Г.

3.Находим множество F0 всех дуг графа Г, имеющих вес, равный

О, и полагаем, что Z =

F0.

 

 

 

 

 

4.

Если F0 =

0,

то переходим к пункту 5, иначе к пункту 8.

5.

Находим множество F всех дуг графа Г, имеющих максималь­

ный вес. Из множества F выделяем множество F' всех дуг, ведущих

в вершину у. Объединяем множества Z и F'. Полученное множество

обозначим через Z . По формуле (6.9) строим множества Z( для

всех

Xj £

X. По формуле (6.10) строим отношения ф,- для

всех

хс

£

X.

Для каждого отношения ф,- вычисляем параметр

 

y - j .

 

 

 

6.

Если F' =

0,

то

переходим к следующему

пункту,

иначе

переходим к пункту 8.

 

 

 

 

 

 

7.

Из множества F выбираем множество всех

тех

дуг

({s,

t),

.V;), для которых

у

отношения ф,- параметр [tt

^-j

минимален.

Среди выбранных дуг выделяем одну дугу ({s, t), xj) с наименьшим номером /, 1 < : I <: | X |, для которого параметр fe, отношения ф, минимален. Помещаем выделенную дугу в множество Z . По множест­ ву Z строим множества Zt, отношения ф£ для всех xt и вычисляем

параметры

8.Из множества Н удаляются все те графы Г (s, t, р), для ко­ торых множество Z покрывает множество R (s, t, р).

9.Если Н = 0,ю конец вычислений, иначе переходим к пунк­

ту 10.

10.По множеству Н строим граф Г и переходим к пункту 5. Из описания алгоритма А2 следует, что любое множество Z,

построенное по этому алгоритму, является решением задачи 1, т.е. Z покрывает множество всех дуг графа Г, построенного по множеству

Пусть множество Z есть некоторое решение задачи 1 и не обяза­ тельно получено по алгоритму А2. Пусть F0 — множество всех дуг исходного графа Г, имеющих вес 0. Очевидна следующая теорема.

Теорема 6.7. Всякое решение Z задачи 1 содержит множество F0.

Пусть множество Z = ъ rv) получено с помощью алгоритма А2, причем дуги B Z занумерованы в порядке их помещения в мно­ жество Z алгоритмом (если на некотором шаге алгоритма множество Z пополнилось несколькими дугами, то они занумерованы произ­ вольно). Напомним, что М г) — наибольшее множество дуг ис­ ходного графа Г, которое покрывается дугой г(.

Теорема 6.8. Для всех і Ф /, 1 < . i, j •< v,

М

{rL)

gt M (ri).

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Пусть і Ф j . Предположим, что дуги

г/ и Гі помещены в Z на одном и том же шаге работы алгоритма А2.

Это возможно в двух случаях:

1 ) г(,

г/ £ F0-

Тогда

из

правил по­

строения графа Г следует,

что

М

(г,) f] М

(rj) =

0

и, значит,


M (rj) g t M (rj).

2)

На том

шаге

алгоритма,

когда

дуги

rt и Л/

помещаются в Z, они

принадлежат множеству

F' (см. блок 5 алго­

ритма Л2). Это значит, что дуги г( и

Г/ ведут

в

вершину у.

Тогда

из правил построения графа Г следует, что М

(rj) М

(г,). Теперь

предположим, что дуги г( и г/ помещены в множество Z на разных

шагах алгоритма А2. Пусть /" < ; і. Поскольку

на том шаге алгорит­

ма, когда дуга т{ помещается

в Z, в графе Г нет

ни одной дуги из

множества М (rj}

(см. блоки 8, 9, 10, 5), то М

(rj) с£. М

{rj).

Пусть

 

Рис. 19.

Граф Г.

 

Рис. 20. Граф

Г'.

 

теперь і <z j н М (rj) s

М (rj).

Из этого предположения

следует,

что Г/$ F0 и

что

 

на том шаге, когда дуга rL помещается

в Z, ее вес

не меньше веса дуги Г/. Так как дуга г,- все же помещена

в множест­

во Z после дуги г{,

то М

(rj) Ф

М (rj),

значит М

(rj) cz М

(rj).

Из

последнего соотношения следует, что на том шаге, когда дуга

г,

помещена в Z, ее вес меньше веса дуги г,-. Противоречие доказывает

теорему.

 

 

Для

 

всех

і, 1 <

і •< v, М

 

 

 

и

Следствие

6.3.

 

(rj) Cjt M (Zl)

M (Я)фМ

(rj),

w e Z '

=

{ r l f

A U , } .

 

 

 

 

Множество Z,

построенное по алгоритму А2, по своим функциям

аналогично множеству конечных переходов, которое рассматрива­ лось в разделе 6.3.

Последовательное решение задачи I с помощью алгоритма А2 и затем задачи 2 с помощью алгоритма А1 позволяет получить такую эквивалентность л, что для собственного л-расширения автомата А

любая последовательность р £ Р будет (S0 ,

со, ^-разрешающей.

В общем случае, полученная эквивалентность

не имеет минималь­

ного числа классов.

 



В заключение рассмотрим пример. Пусть автомат А задан

табл. 38

и пусть Р =

{1110,

10100), -ф (р) = 0 для всех р £ Р,

со =

ц, т. е.

необходимо

строить

такую эквивалентность я, чтобы

собственное

jx-расширение автомата А было Р-диагностируемьш.

 

 

Граф Г, построенный по множеству #„, представлен на рис. 19. Каждой дуге г этого графа приписана отметка х/т (г). Алгоритм А2 строит множество Z за два шага. На первом шаге в Z помещается дуга

 

 

Т а б л и ц а 38

 

 

 

Т а б л и ц а 39

 

0

1

0

1

 

0

1

0

1

1

9

4

0

0

1

2

4

000

000

2

5

5

1

0

2

5

5

100

000 •

3

4

3

1

1

3

4

3

100

100-

4

2

6

0

0

4

2

6

000

000 •

5

4

7

1

0

5

4

7

110

010

6

I

8

0

1

6

1

8

000

100

7

4

5

0

1

7

4

5

000

100

8

4

2

1

1

8

4

2

100

100

({4, 5}, 1). После этого строится граф Г', представленный нарис. 20. На втором шаге в Z помещаются дуги ({5, 8}, 0), ({3, 8}, 0), ({3, 5), 6) и полученное множество равноZ = {({4, 5}, 1), ({5, 8), 0), ({3, 8), 0), (J3, 5,}0)}. Это Z покрывает все дуги графа Г. Тогда Z0 = {{5, 8}, {3, 8}, {3, 5}}, и Zx = {{4, 5}}.

Алгоритм А\ дает следующие разбиения:

П о = { 1 , 2 , 3, 4, 6, 7; 5; 8}, 11! = {1,2, 3,4, 6, 7, 8; 5}.

По формуле (6.11) построим разбиение

П =

{(1,0), (2,0), (3,0), (4,0), (5,0), (6,0), (7,0), (1,1), (2,1), (3,1), (4,1);

 

 

(6,1), (7,1), (8,1), (5,0), (5,1); (Щ).

-

Закодируем

классы

разбиения П следующим образом: Ki — 00;

/<2 =

10; Кз

01.

Тогда собственное я-расширение

автомата А

представлено

табл.

39.

 


Л И Т Е Р А Т У Р А

1.

А й з е р м а н

М. А.,

Г у с е в Л. А.,

Р о з о н о э р Л. И., С м и р н о -

2.

в а Л. И., Т а л ь А. А. Логика. Автоматы. Алгоритмы. Физматгиз, М., 1963.

Б а р а ш к о

А. С ,

Б о г о м о л о в

А. М.— Автоматика и вычислитель­

 

ная техника,

1971, 1.

 

 

3.Б а р а ш к о А. С.— В кн.: Кибернетика (Донецкое отделение). Вып. 1. Изд. Ин-та кибернетики АН УССР, К-, 1970.

4.Б а р а ш к о А. С.— В кн.: Кибернетика (Донецкое отделение). Вып. 1. Изд. Ин-та кибернетики АН УССР, К-, 1968.

5. Б а р а ш к о А. С. — Автоматика и телемеханика, 1970, 5.

6.Б а р а ш к о А. С. — В кн.: Труды I Всесоюзного совещания по техничес­ кой диагностике. «Наука», М., 1972.

7.

Б а р з д и н ь Я. М. — В кн.: Проблемы кибернетики. Вып. 21. «Наука»,

8.

М., 1969.

 

 

 

 

 

 

Б е р ж К- Теория графов и ее применения. ИЛ, М., 1962.

 

9.

Б и р к г о ф Г.

Теория структур. ИЛ, М., 1952.

 

10.

Б о г о м о л о в

А. М.,

Г р у н с к и й

И. С.— Автоматика и телемеханика,

 

1970,

5.

А. М.,

Г р у н с к и й

И. С.— Кибернетика, 1971, 1.

П . Б о г о м о л о в

12.

Б о г о м о л о в

А. М.,

Т в е р д о х л е б о в

В. А.— В кн.: Кибернетика

13.

(Донецкое отделение). Вып. 1. Изд. Ин-та кибернетики АН УССР, К-, 1967.

Б о г о м о л о в

А. М.,

Т в е р д о х л е б о в

В. А.— В

кн.: Кибернетика

14.

(Донецкое отделение). Вып. 2. Изд. Ин-та кибернетики АН УССР, К-, 1968.

Б о р о д я н с к и й

Ю. М.— Кибернетика, 1965, 6.

В. И., Т и м о -

15.

В е р з а к о в

Г. Ф.,

К и н ш т Н. В.,

Р а б и н о в и ч

 

н е й

Л. С. Введение в техническую диагностику. «Энергия», М., 1968.

16.Г и л л А. Введение в теорию конечных автоматов. «Наука», М., 1966.

17.Г л у ш к о в В. М.— УМН, 1961, 16, 5.

18.Г л у ш к о в В. М. Синтез цифровых автоматов. Физматгиз, М., 1962.

19.Г р у н с к и й И. С.— Автоматика и телемеханика, 1971, 12.

20.Г р у н с к и й 'И. С— Автоматика и телемеханика, 1972, 3.

21.Г р у н с к и й И. С.— В кн.: Теория автоматов. Вып. 2. Изд. Ин-та киберне­ тики АН УССР, К-, 1969.

22.Г р у н с к и й И. С.— В кн.: Труды I Всесоюзного совещания по технической диагностике. «Наука», М., 1972.

23.

Г р у н с к и й

И. С,

Р у б е н о в и ч

Ю. А.— Автоматика и телемеханика,

24.

1971, 11.

 

В. А.— В кн.:

Проблемы кибернетики. Вып. 11. «Наука»,

Д у ш с к н й

25.

М., 1964.

Б ь ю н е м а н О . — В кн.: На пути к теоретической биологии.

3 и м а н Э.,

26.

ИЛ, М.,

1970.

 

 

 

ИФАК «Теория конечных и вероят­

И в е н

Ш.— В кн.: Труды симпозиума

27.

ностных автоматов». «Наука», М., 1965.

 

синтеза

цифровых автоматов.

К а з н а ч е е в

В.

И.— В

кн.: Проблемы

28.

«Наука»,,М., 1967.

 

 

 

П. П.,

С о г о м о н я н Е. С.

К а р и б с к и й

В. В., П а р х о м е н к о

 

Техническая диагностика объектов контроля. «Энергия», М., 1967.

29. . К о р ш у н о в А. Д.— В кн.: Дискретный анализ. Вып. 10. «Наука», Ново-, сибирск, 1967.

30. К о р ш у н о в А. Д.— ДАН СССР, 1969, 184, 1.